La Mort Cellulaire Programmée (MCP) est un processus essentiel pour plusieurs aspects de la vie des plantes, incluant le développement et les réponses aux stress. Des analyses génétiques ont permis d’identifier plusieurs acteurs clés de la MCP chez Arabidopsis thaliana,, dont l’enzyme MIPS1, qui catalyse une étape limitante de la biosynthèse du myo-inositol (MI), composé cellulaire majeur à l’origine de nombreux dérivés. Une des caractéristiques les plus importantes du mutant mips1, désactivé pour cette protéine, est l’apparition de lésions sur les feuilles de rosette, dépendante des conditions lumineuses et due à de la MCP impliquant la voie de l’acide salicylique. Ces données avaient permis de révéler un rôle du MI, ou de ses dérivés, dans le contrôle de la MCP. Mon travail de thèse a consisté à rechercher et à caractériser des suppresseurs du mutant mips1 par deux approches complémentaires : une approche gène candidat par comparaison de transcriptome et une stratégie de génétique directe suite au crible de mutations secondaires extra-géniques abolissant le phénotype de mort cellulaire de mips1. Les analyses effectuées sur différents suppresseurs ont mis en évidence l’implication de plusieurs facteurs dans la MCP, tels que le facteur de polyadénylation CPSF30, d’une héxokinase ou encore de la protéine PCB2 intervenant dans la biosynthèse de la chlorophylle. La caractérisation de ces suppresseurs a permis de démontrer l’importance de différentes voies comme la maturation des ARNm, le métabolisme carboné primaire ou l’activité chloroplastique dans le contrôle de la MCP dépendante de l’accumulation de MI. Ce travail apporte de nombreuses perspectives, visant à mieux appréhender les différentes voies de régulation de la MCP indispensables pour un développement correct et pour faire face à des stress biotiques et abiotiques chez les plantes. / Programmed cell death (PCD) is essential for several aspects of plant life, including development and stress responses. Mutational analyses have identified several key PCD components in Arabidopsis thaliana, as the enzyme MIPS1 catalysing the limiting step of myo-inositol (MI) synthesis, crucial cellular compound at the root of many derivatives. One of the most striking features of mips1, disrupted for this protein, is the light-dependent formation of lesions on leaves due to Salicylic Acid (SA)-dependent PCD, revealing roles for MI or inositol derivatives in the regulation of PCD. My thesis work was to find and characterize suppressor of mips1 mutant using two complementary approaches: a gene candidate approach by transcriptomic comparisons and a strategy of direct genetic by screening for extra genic secondary mutations that abolish mips1 cell death phenotype. Analysis of different suppressors revealed the involvement of several factors in MCP, such as the polyadenylation factor CPSF30, a hexokinase or the protein PCB2 operating in chlorophyll biosynthesis. Characterization of these suppressors allowed us to demonstrate crucial role of functions as mRNA maturation, primary carbohydrate metabolism or chloroplastic activity in the regulation of MCP depending on MI accumulation. This work brings many opportunities, to better understand the different regulatory pathways of PCD essential for proper development and to cope with biotic and abiotic stress in plants.

The objective of this research was to isolate genes encoding isoforms of the enzyme D-myo-inositol 3-phosphate synthase (MIPS, E.C. 5.5.1.4) from soybean and to characterize their expression, especially with respect to their involvement in phytic acid biosynthesis. A MIPS-homologous cDNA, designated GmMIPS1, was isolated via PCR using total RNA from developing seeds. Southern blot analysis and examination of MIPS-homologous soybean EST sequences suggested that GmMIPS1 is part of a multigene family of at least four similar members. The sequences of promoter and genomic regions of GmMIPS1 and GmMIPS2 revealed a high degree of sequence conservation. Northern and western blot analyses showed that MIPS transcript and protein are abundantly expressed early in seed development. Immunolocalization of MIPS protein in developing seeds confirmed expression of MIPS early in seed development and correlated MIPS protein accumulation in soybean seed tissue with tissues in which phytic acid is known to accumulate. The promoter region of GmMIPS1 was isolated and analyzed for possible seed-specificity using promoter:GUS fusions. Two GmMIPS1 promoter fragments were capable of conferring GUS expression when bombarded directly into developing soybean seeds. However, preliminary bombardment experiments into soybean cell suspension culture indicated that both promoter fragments drove expression of GUS in undifferentiated tissue, indicating a potential lack of seed-specificity. / Master of Science

Chez les végétaux supérieurs, lembryogenèse est une phase clé du développement au cours de laquelle lembryon établit les principales structures de la future plante. La compréhension des processus moléculaires et physiologiques menant à la formation de la graine est donc dun intérêt agronomique majeur. Chez Phaseolus la caractérisation moléculaire de lembryogenèse permet de mieux comprendre les mécanismes du développement embryonnaire et de son dysfonctionnement observé chez les hybrides interspécifiques. Cette thèse sinscrit dans ce cadre et vise à identifier et caractériser des gènes clés impliqués dans le développement de l'embryon chez Phaseolus. Des hybridations interspécifiques ont été réalisées entre lespèce P.vulgaris L. (cultivar NI637) utilisée comme parent mâle et lespèce P. coccineus L. (cultivar NI16) utilisée comme parent femelle. Des analyses ont aussi été effectuées sur un mutant obtenu par mutagenèse chimique à l'EMS (Ethyl Méthyl Sulfonate) de graines de la variété BAT93 de P.vulgaris. Une étude histologique comparative a permis de suivre la dynamique de lembryogenèse du haricot commun à partir dembryons prélevés 3 à 12 jours après la pollinisation et provenant de plantes normales et déficients dans la production de graines. Les embryons de P. vulgaris se développent plus rapidement par rapport à ceux issus du mutant EMS. Ces derniers présentent des anomalies au niveau de lembryon et du suspenseur. La caractérisation fonctionnelle de deux gènes candidats MIPS (myo-inositol phosphate synthase) et Sus (sucrose synthase) a été réalisée par RT-PCR quantitative et hybridation in situ suite à une étude spatio-temporelle dexpression de ces deux gènes candidats au cours de développement embryonnaire chez Phaseolus. Lanalyse du profil dexpression de ces deux gènes montre quils sont exprimés différemment au niveau des tissus de lembryon et du suspenseur. Lanalyse in silico nous a permis de sélectionner 22 gènes candidats dont nous avons vérifié l'expression au cours de développement de la graine chez Phaseolus. Des variations au niveau de la méthylation de lADN ont été déterminées chez les hybrides interspécifiques comparativement à leurs parents. La technique de lHSS a permis disoler des fragments dADNs complémentaires différemment exprimés au cours de développement de la graine chez Phaseolus. Lanalyse des séquences de ces ADNs complémentaires montre quils codent pour plusieurs protéines intervenant dans le développement cellulaire et embryonnaire, en particulier le "storage protein activator" (SPA), le "pentatricopeptide repeat-containing protein" (PPR) et lacetyl-CoA carboxylase (ACCase). La caractérisation de ces différents gènes exprimés au cours du développement de la graine, fournit de nouveaux outils susceptibles de mettre en évidence des mécanismes de dysfonctionnement embryonnaire chez le genre Phaseolus.